2026年9月21日,Criner等在《美国呼吸与危重症医学杂志》(American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine)发表SPRAY-CB研究结果。这是一项前瞻性、随机、盲法、假手术对照试验,评价RejuvenAir系统液氮定量冷冻喷雾(metered cryospray,MCS)治疗慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)合并慢性支气管炎表型的有效性与安全性。[1]
该研究的主要积极结果是:与假手术对照相比,MCS在12个月时改善了圣乔治呼吸问卷(St George’s Respiratory Questionnaire,SGRQ)和慢阻肺评估测试(COPD Assessment Test,CAT)评分。但试验未显示全部严重程度COPD急性加重减少,且276次MCS治疗中发生10例围术期气胸。
因此,SPRAY-CB支持MCS具有症状及健康状态改善作用,但目前尚不足以将其定义为能够改变COPD自然病程的“疾病修饰性治疗”。其机制证据、获益人群及气胸风险预测仍需进一步明确。
经支气管镜冷冻喷雾治疗慢性支气管炎表型慢阻肺的研究进展
经支气管镜冷冻喷雾术治疗慢性支气管炎型慢性阻塞性肺疾病 视频演示
一、为什么慢性支气管炎表型可能成为支气管镜介入靶点?
COPD慢性支气管炎表型的核心病理生理改变包括气道上皮损伤、杯状细胞增生和化生、黏液高分泌、黏液流变学异常以及黏液纤毛清除障碍。持续的气道黏液负荷可导致咳嗽、咳痰、黏液栓形成、区域通气不均,并与急性加重及健康相关生活质量下降相关。
现有药物和非药物治疗可以减少症状或急性加重风险,但对已经形成的异常气道上皮及黏液高分泌表型缺少直接、局部的干预手段。MCS的治疗理念,是通过支气管镜对异常气道上皮实施可控的表浅冷冻消融,在尽量保留细胞外基质的基础上诱导上皮再生,从而改善黏液分泌和黏液纤毛清除功能。[2,3]
这一治疗概念具有明确的生物学吸引力,但需要强调:“消融异常上皮”是器械能够实现的物理过程,“再生为功能正常的气道上皮”则是必须由组织学和功能学证据验证的生物学假说。两者不能等同。二、MCS与常规冷冻探头治疗有何不同?
RejuvenAir系统通过经支气管镜导管向气道壁释放预设剂量的医用液氮。液氮沸点约为−196 ℃,接触体温环境后可造成快速闪冻。既往研究显示,该装置的设计目标是形成相对均一的表浅黏膜损伤,处理深度约0.1~0.5 mm,单次喷雾覆盖宽度可达约10 mm。[2]
MCS与接触式冷冻探头的作用方式和临床目的不同:
冷冻活检或冷冻切除:依靠探头与组织接触、冻结黏附后牵拉取材或清除病变;
液氮定量冷冻喷雾:采用非接触式径向喷雾,对一定范围的气道黏膜进行表浅冷冻消融,不以组织牵拉或即刻清除为目的;
传统气道液氮喷雾冷冻治疗:同样利用液氮快速气化和组织闪冻,但具体喷雾剂量、导管、能量控制和适应证与RejuvenAir系统并不完全相同,既往安全性经验不能未经验证直接外推至MCS。
液氮由液态转变为气态时体积可迅速膨胀。既往气道喷雾冷冻研究估计其体积膨胀约为1∶645,因此保证充分的气体逸出通道,是预防气压伤的基本物理前提。[4]
三、SPRAY-CB研究设计:为什么假手术对照非常关键?
SPRAY-CB将符合条件的患者按2∶1随机分配至MCS组或假手术对照组。论文报告共有203例进入有效性评价,其中MCS组136例、对照组67例。[1]
两组均接受两次支气管镜操作,间隔30~60天,并均实施治疗性气道黏液清除;MCS组在此基础上接受液氮定量冷冻喷雾,对照组不实施有效喷雾。临床有效性和安全性随访至治疗后12个月。
根据临床试验注册信息,研究主要纳入GOLD2~3级气流受限患者,支气管舒张剂后FEV₁为预计值的30%~<80%、FEV₁/FVC<0.70,并要求基线SGRQ评分≥50,提示受试者在常规治疗基础上仍存在较重的症状和健康状态损害。[5]
这项设计的关键价值在于,对照组并非单纯观察组,而是接受了与治疗组相似的侵入性操作和治疗性黏液清除。支气管镜吸引分泌物本身可能短期改善咳痰和通气,侵入性器械试验还存在明显的期待效应。
假手术对照能够在一定程度上控制:
支气管镜操作相关的安慰效应;
治疗性黏液清除产生的短期改善;
围术期医疗接触和随访强度差异;
患者报告结局对治疗期待的敏感性。
因此,SPRAY-CB评价的是MCS在支气管镜及黏液清除基础上的增量疗效,而不是“接受介入治疗”与“完全不治疗”的差异。四、主要有效性结果:患者报告结局阳性,但效应精度仍有限1. SGRQ总分
12个月时,MCS组相较假手术组的SGRQ总分治疗组间差为−5.9分,95%置信区间为−11.6~−0.2,P=0.0422。[1]
SGRQ分值降低代表健康状态改善。临床研究通常将4分作为最小临床重要差异(minimal clinically important difference,MCID)的参考值。因此,−5.9分的点估计同时达到了统计学显著性和传统MCID标准。
但该结果仍需从三个层面审慎解释:
95%置信区间较宽,其上限接近无效值,说明真实效应仍可能明显小于点估计;
置信区间包含小于4分的效应范围,因此不能认为研究已高精度证明平均治疗效应必然超过MCID;
MCID主要用于判断个体患者纵向变化是否具有临床意义,将其直接用于解释组间平均差异只能作为参考,仍需结合SGRQ应答者比例及治疗获益人数分析。
换言之,SPRAY-CB证实了平均意义上的健康状态改善,但公开摘要尚不足以回答“有多少患者获得了明确、可感知的临床获益”。2. CAT总分
MCS组相较对照组的CAT总分治疗组间差为−3.4分,95%置信区间为−5.8~−1.0,P=0.005。[1]
CAT常用MCID约为2分。−3.4分的点估计支持临床相关改善,但其置信区间同样跨越了低于MCID的范围。因此,SGRQ和CAT结果的方向一致,提高了结论的一致性,但疗效异质性和应答者特征仍需进一步分析。3. 目前能够得出的结论
两项患者报告结局均指向MCS可改善症状负担和健康相关生活质量。由于对照组也接受支气管镜及黏液清除,这一结果不能完全用单纯吸痰或操作期待效应解释,是SPRAY-CB最重要的证据贡献。
但患者报告结局并不等同于肺功能改善、黏液清除功能恢复或疾病进展减缓。公开摘要未报告FEV₁、残气量、6分钟步行距离、痰量、黏液栓负荷及黏液纤毛清除率等客观结局的组间结果,因此不能据此推断上述指标得到改善。
五、急性加重结果:尚不能确认MCS具有疾病修饰作用
12个月随访中,所有严重程度COPD急性加重(acute exacerbation of COPD,AECOPD)的患者比例分别为:
MCS组70.6%;
假手术组67.2%。
总体AECOPD并未显示有利于MCS的差异[1]。重度AECOPD比例为21.3%和26.9%,数值上有利于MCS。但论文公开摘要未同时提供相对危险度、发生率比、95%置信区间及预设统计检验结果,也未明确该结局的多重性控制方式。因此,更严谨的表述应是:
MCS组重度AECOPD比例出现数值下降,但现有公开数据尚不足以确认其具有统计学显著和稳健的重度急性加重预防作用。
这也是判断技术临床定位的关键。SPRAY-CB目前主要支持MCS是一种症状和健康状态改善性介入;要将其进一步定义为疾病修饰性治疗,至少还需要证实其能够稳定降低急性加重、减缓肺功能下降或改善长期临床结局。六、气胸是当前最重要的器械相关安全信号
研究共实施276次MCS治疗,发生10例围术期气胸,即按治疗次数计算的气胸率为3.6%。[1]
这里需要严格区分两种风险表达:
单次治疗风险:10/276,即3.6%;
患者完成两次治疗后的累计风险:公开摘要未给出,不能用3.6%简单替代。
对于以改善症状和生活质量为主要目的的择期介入,3.6%/次的气胸率具有明确临床意义。即使多数事件最终可处理,其后果仍可能包括延长住院、胸腔闭式引流、疼痛、感染风险及后续治疗延迟。
气胸的具体机制需要逐例分析。可能相关的因素包括:
液氮气化后快速体积膨胀造成的远端气道压力升高;
支气管镜、气管导管或分泌物影响气体逸出;
COPD患者肺气肿、大疱及局部肺实质脆弱性;
治疗部位、喷雾剂量、喷雾次数及远端气体潴留;
麻醉和通气策略对肺内压力的影响。
研究期间共发生8例死亡,其中MCS组6例(4.3%)、对照组2例(2.9%);经研究判定均与器械或操作无关,且未出现非预期器械不良效应。但该样本量不足以排除罕见严重并发症,死亡事件的不平衡也仍应在更大规模研究及上市后监测中持续观察。七、机制研究没有证实预设的杯状细胞减少假说
MCS最初的机制假说是:表浅冷冻消融异常上皮并保留细胞外基质,使气道重新被更接近正常表型的上皮覆盖,从而减少杯状细胞、恢复纤毛功能并改善黏液清除。
2020年发表的35例单臂可行性研究显示,治疗后3个月SGRQ改善6.4分、CAT改善3.8分,但由于缺乏假手术对照,无法充分排除自然波动、回归均值、操作期待及治疗性黏液清除的影响。[2]
2026年发表的一项独立小样本机制性随机假手术对照研究,纳入32例COPD合并慢性支气管炎患者,以6个月支气管内冷冻活检测得的杯状细胞密度变化作为主要终点。结果显示:
MCS未降低杯状细胞密度,组间差为60.7个细胞/mm基底膜,95%置信区间−49.3~170.8,P=0.49;
SGRQ总分组间改善约9.6~9.7分,P=0.022;
呼气相CT中−856 HU阈值低衰减区比例降低8.6%,P<0.0001,提示气体潴留可能改善。[6]
这项研究形成了值得重视的“临床—机制分离”:患者报告结局及定量CT指标改善,但预设的组织学主要终点为阴性。
阴性组织学结果可能受到样本量、冷冻活检空间异质性、取材部位以及6个月取样时点的影响,但不能因此被忽略。现阶段更准确的判断是:
MCS可能引起气道上皮及局部功能重塑,但“通过减少杯状细胞实现健康上皮再生”尚未得到直接验证。
后续机制研究应同步评价上皮细胞谱系、纤毛密度与摆动功能、黏蛋白表达、痰液流变学、黏液纤毛清除率、气道炎症、CT黏液栓及区域气体潴留,并进行治疗前后的空间配对取材。
八、SPRAY-CB的主要方法学优势1. 设置了真正具有解释力的假手术对照
两组均接受支气管镜、麻醉或镇静以及治疗性黏液清除,能够较好控制侵入性治疗研究中的期待效应和非特异性操作效应。2. 随访达到12个月
慢性支气管炎症状具有自然波动,仅观察术后数周容易高估黏液清除或医疗接触带来的短期改善。12个月结果较单臂研究的短期结果更具临床意义。3. 入组患者具有较高基线症状负担
基线SGRQ≥50使研究聚焦于常规治疗后仍有明显健康状态损害的患者,有助于避免在症状较轻人群中实施风险—获益不成比例的侵入性治疗。4. 试验问题与临床决策直接对应
研究不是比较“治疗与不治疗”,而是判断在标准药物治疗、支气管镜操作和黏液清除之外,MCS能否提供额外获益。这一设计更接近未来真实临床采用器械时所面对的问题。
九、仍需关注的局限性1. 主要疗效证据来自患者报告结局
SGRQ和CAT对患者有直接意义,但也可能受盲法完整性、治疗期待和围术期体验影响。正式评价应结合盲法成功率及客观生理指标。2. 效应置信区间较宽
SGRQ和CAT点估计均超过常用MCID,但95%置信区间包含低于MCID的效应范围,说明治疗效应精度有限,不能假设所有患者均可获得相同获益。3. 急性加重结局尚不确定
全部严重程度AECOPD没有下降,重度AECOPD只有数值差异。仍需以事件发生率、首次事件时间、重复事件模型和预设层级检验进行验证。4. 组织学作用机制未得到确认
机制性随机研究未达到杯状细胞密度主要终点,因此“上皮再生”目前更适合作为待验证机制,而非已经确立的治疗事实。5. 患者选择较严格,外推范围有限
试验主要针对高症状负担的GOLD 2~3级慢性支气管炎患者。结果不能直接外推至轻度COPD、极重度气流受限、临床显著支气管扩张、明显肺大疱、气管支气管软化、中央气道狭窄或活动性感染患者。6. 产业资助与监管阶段需要透明呈现
SPRAY-CB由器械企业CSA Medical发起;机制性研究所在机构也获得了企业临床试验经费。产业资助并不否定研究结果,但强化了独立重复验证、完整数据公开和长期上市后监测的重要性。十、目前应如何定位MCS?
基于现有证据,MCS最合理的临床定位是:
面向经规范药物及非药物治疗后仍有显著咳嗽、咳痰和健康状态损害的中重度COPD慢性支气管炎表型患者,一种具有患者报告结局改善潜力、但仍处于监管和进一步验证阶段的支气管镜下气道黏膜消融治疗。
现阶段不宜将其描述为:
已证实能够恢复正常气道上皮的再生治疗;
已证实能够减少全部COPD急性加重的治疗;
能够替代戒烟、吸入药物、肺康复、疫苗接种和气道廓清的治疗;
适用于所有咳嗽、咳痰或所有COPD患者的普遍性介入措施。十一、结论
SPRAY-CB是慢性支气管炎支气管镜介入领域目前方法学质量较高的一项关键试验。研究证明,在治疗性黏液清除和假手术效应之外,MCS可进一步改善12个月SGRQ和CAT评分,提示其具有真实的症状及健康状态改善潜力。
但现有证据同样划定了清晰边界:全部严重程度AECOPD未下降;重度AECOPD获益尚缺少完整统计证据;预设的杯状细胞减少机制未获证实;围术期气胸率为3.6%/次。因此,MCS目前应被视为一种疗效信号明确、机制尚未闭环、安全窗口仍需优化的研究性气道黏膜介入技术,而不是已经确立的慢性支气管炎标准治疗。国内情况:同济大学附属上海第十人民医院王昌惠教授团队联合宁波胜杰康生物科技有限公司开发了国产设备,并且经过动物模型验证,已经开展一项前瞻性、多中心、随机对照、优效设计临床试验,评估喷雾冷冻消融系统用于慢性阻塞性肺疾病治疗的有效性和安全性,研究结果尚未公布。
未来决定其能否进入常规临床的关键,是建立可重复的患者选择标准、剂量—损伤—修复关系、气胸风险预测体系及长期临床获益证据。 参考文献
Criner GJ, et al. Metered-Dose Liquid Nitrogen Cryospray for Chronic Bronchitis: Results From the Prospective, Sham-Controlled Trial (SPRAY-CB). Am J Respir Crit Care Med. Published online September 21, 2026. doi:10.1093/ajrccm/aamag502
Garner JL, et al. A prospective safety and feasibility study of metered cryospray for patients with chronic bronchitis in COPD. Eur Respir J. 2020;56(6):2000556. doi:10.1183/13993003.00556-2020
Hartman JE, Garner JL, Shah PL, Slebos DJ. New bronchoscopic treatment modalities for patients with chronic bronchitis. Eur Respir Rev. 2021;30(159).
Moore RF, Lile DJ, Abbas AE. Current status of spray cryotherapy for airway disease. J Thorac Dis. 2017;9(Suppl 2):S122-S129. doi:10.21037/jtd.2017.01.55
ClinicalTrials.gov. RejuvenAir System Trial for COPD With Chronic Bronchitis (SPRAY-CB). NCT03893370.
Orton CM, et al. Metered cryospray in patients with chronic bronchitis: a mechanistic randomised controlled study. Thorax. Published online July 14, 2026. doi:10.1136/thorax-2026-224822
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